本帖最后由 思睿达小妹妹 于 2022-6-30 14:29 编辑 4 T: q- [* m% ], ~$ Q
; \2 J& t8 f0 H
在上一篇文章中，我们介绍了基于公司主推的CR6347_5V1.5A充电器解决方案。接下来，我们给大家带来的是本公司24W电源适配器方案，它的控制IC采用了公司主推的CR5259。该方案平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准。就让小编带着大家一起来看看吧！0 V# X7 x3 ]& p/ l7 L, ~
: D2 E$ m$ L& ]5 n: @6 V3 t# t0 A; d1 ~01、样机介绍$ _( z5 I8 O4 X
, |9 J( X& \/ ~. j( w该测试报告是基于一个能适用于宽输入电压范围，输出功率24W，恒压输出的工程样机，控制IC采用了本公司主推的CR5259。' ]( {: L; x7 K/ ?$ H4 f3 T
|' E; I% U7 j# d* nCR5259_12V2A 工程样机示意图 ( z. L- f( M0 e7 L- S; a3 ]
CR5259
, f: } ?5 \* N# B: o
" L* H( j* E' k6 _CR5259是一款采用内置高压功率MOSFET，具有优化的图腾驱动电路以及电流模式PWM控制器，适用于待机功耗<75mW的小功率AC/DC电源适配器、充电器电源。CR5259在重载或中等负载时，工作在PWM模式，频率为65kHz。当负载逐渐减小时，振荡器的工作频率逐渐降低，最后稳定在22kHz左右。在空载和轻载时，电路采用间歇模式，有效的降低了待机功耗。
( U6 I; B+ }7 R+ e
/ S9 a& ]8 X9 _/ L+ y芯片还集成了最大输出功率动态补偿模块，从而保证系统在全电压交流输入范围（90V~264V）内最大输出功率点恒定。CR5259集成了多种功能和保护特性，包括欠压锁定（UVLO），VDD 过压保护（OVP），软启动，过温保护（OTP），逐周期电流限制（OCP），过载保护（OLP），CS 引脚悬空保护，GATE 端箝位，前沿消隐等。
0 l+ V, v% H, d' o/ `. r& V, o1 w# @9 R! Z- X9 Y$ J& s' C
芯片特性) R7 X8 S. c+ y" C
2 r5 c5 s' G8 Y3 T
● CR5259 是采用内置650V 高压功率MOSFET，反激式PWM 功率开关；
P& V: ?, r! {) r# @2 e3 K● 内置软启动，减小MOSFET 的应力，内置斜坡补偿电路；0 R& r( i8 r+ Y- n! W
● 65kHz 开关频率，具有频率抖动功能，使其具有良好的EMI 特性；
G- j4 d3 Z: {8 k; b* u/ R3 ~● 全电压输入范围，待机功耗:< 75mW；
2 v& ~* E X* y F, G● 输出接20AWG 1.5 米，四点平均效率:>87.0%，满足“能源之星V2.0-VI 级能效”/ t4 Z1 o4 X$ @: n v
● 具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP 自动恢复等保护功能；7 a1 v, S4 E9 `. _3 M
● 电路结构简单、较少的外围元器件，适用于小功率AC/DC 电源适配器、充电器。# @" d. A) ]* D' k( v
2 h$ Q, h2 f& @# E% w% U# g基本应用2 i! w: s9 V- |9 c) J5 \- U
- ?, h% G" Y# y0 R/ t1 f
● 电源适配器- j: y/ s1 X/ G6 r
● 开放式电源8 D$ ?+ ~3 c: h
● 数码相机和摄像机电源
% U: ^0 R; b' V1 A# I● 电脑和服务器辅助电源
4 l( [0 f6 j" G$ q2 V● 机顶盒电源5 \. c, A9 V$ V( f' [
● 掌上电脑电源0 k/ d, z/ F$ J# d% v/ ]2 {
' ^% |- X# |, Q& X/ I% d
引脚分布
( s! Z5 m) B P
L4 d9 \" w5 M( Q
N A' [6 v9 i: }- k( A典型功率
# j" {3 |: _% Z4 m
' ], a6 F B, v! R9 ^7 h/ [1 o# H$ G4 g$ c$ A- j H
1、应用实际最大功率必须保证足够的DRAIN 散热面积，测试条件40℃环境温度。
8 B8 b% ?+ O1 k% \ f6 U8 S* j, q) l) r) ^
引脚描述
+ ^7 t- E7 e* M; R
! c* K2 V/ m" B1 b- Q1 D8 V# I; o% J5 @: j' i& I
3 v7 h9 Q: v( `9 q% D; J
典型应用
. P: y) V; m. Q3 f
3 o( Z2 J# o. }( y8 N4 O, Q1 c( y( E' t7 y9 Q/ e
该样机大小73.8mm×36.8mm，AC264V输入待机功耗<75mW，平均效率>87.0%，能够满足“能源之星V2.0 VI级能效”与欧洲COCT2标准；具有“软启动、OCP、SCP、OTP、OVP自动恢复”等多种保护功能；由振荡电路产生的频率抖动，可以改善EMI特性。
: s! s1 U, M$ J& Q A6 Z: g) {4 p2 s& ?
样机的变压器，采用了EE22加宽磁芯（PC40材质），变压器绕制工艺部分，请见后文详细说明。) Q: i! l5 N, [" V+ p% [
0 V- H7 n4 i g% o
02、样机特性1 Y5 x# I( |% S1 o
4 S- e5 }; d9 o3 j) c% {3 h- o
以下表格为工程样机的主要特性，具体测试方法在第4章节中有详细说明。
9 ~4 y& a0 {8 A8 T% R# E8 y* G1 @, a
2.1、输入特性：
' U* u& T0 e! q8 F3 |
1 ?# ~0 v2 U& k2.2、输出特性：
5 ^* J+ O/ o$ K( D
# `1 p# Y0 e( {8 n9 b2 J2.3、整机参数：
0 i- V: J/ `* _0 R3 e3 V. |9 E$ h9 \2 G: T
2.4、保护功能测试：3 Q7 K) y0 s6 F! L
9 B5 k4 m r5 `
2.5、工作环境：$ B6 w- x- I, S" f6 G
, y* j0 N% J/ Z4 L( \/ P9 Q" w6 ]
2.6、测试仪器% W9 U. |' {+ Z& {3 P/ h
4 Q' k5 p" w: z7 i03、样机结构信息
$ ]5 |& l- W8 |+ i+ A* I( L* K- j: m8 b- r1 l; P0 ?: @1 M
本小节展示了工程样机的电路、版图结构，变压器结构及工艺。9 C( j6 }6 R) U4 D, m: s$ A$ u9 _
# o9 u0 F5 L O4 ? F
3.1、电路原理图及PCB 版图：9 H, a6 c, w( p
+ B1 }) B) H, `. o
（1）原理图：
- J" @- n; o* j
0 ~ p+ E( m' Z5 L
3 t) p6 N5 r% d0 X) m+ e1 l（2）PCB 版图：
4 {- J9 d9 z: q0 X! R5 [( Q1 T7 V J4 }
; D/ a$ D% p3 ]9 P- g
, n; S! z) h# i' h& L% h; U+ }# U3 @% `3 s
3.2、变压器绕制工艺：
2 C; F5 u @/ u1 F: \4 c6 W# n' X$ J. X! S. w; s% ]2 Y
（1）变压器电性及结构示意图：- B* r" u5 s' w [/ T" |2 l( e
. t) h2 L1 o+ ], G; C（2）规格参数：) }) k$ `' V2 V) p: N
7 E' |$ G7 Y" ?7 y |9 i6 c5 X
1）骨架：EE22 立式加宽（7PIN）,Ae＝58.2mm²；+ f! g- C2 G1 s+ X9 A
2）材质：TDK PC40 或同等材质；- n5 s: o5 R' {, L
3）初级、反馈: 2UEW 漆包线
/ y* G8 b: X$ @ b! v+ t4 `4）次级: 三层绝缘线9 D' w+ S( i9 O4 S7 m+ o- a; ^" m
5）绝缘胶带:3M1298 或同等材质. w) Y% E; T! L. J
6）初级绕组感量Lp：1.8mH±5%（测试条件：0.25V，1kHz）；
+ G6 T2 l. z1 c" A7）漏感量LLK：要求控制在初级绕组的5%以内(测试条件：0.25V，10kHz）)' ~# v+ A. F0 V& h7 s/ t9 r
8）耐压测试= 3KV 5mA 1Min
6 p7 X, Y4 o. G. Y6 {8 |* y4 \9）成品要求:浸凡立水2 d+ n0 ?0 w5 |+ z8 P# l9 P
2 f4 E: N) L; x! Z j& o0 n8 }
(3)、变压器参数：
% O/ u3 F0 C9 c( d$ w- i0 X6 {+ k6 O9 o+ `
3.3、元器件清单：# V: w2 u) |8 @/ F7 X# b7 U
- B& \( s- W1 J- g/ K" A
2 ]& w5 K# r( h04、性能测评
" w3 |) P f; u* |9 S: b4 M# n8 F) z+ J% Y8 Q+ B
本小节对工程样机的输入部分、输出部分、各种保护以及一些时序进行了测试，以下详解了测试方法及结果。从测试结果来看，以下各项测试均合格，能够满足大部分客户的要求。1 o5 \; v- v' @$ f9 m* d' o
: c. N! c7 X; Z# E5 V/ k4.1、输入特性：
# c3 i6 F; E8 k$ w
' A1 p+ S6 R- }* _& p本模板经过在不同的输入电压(从90VAC 到264VAC)和不同负载条件（空载和满载）下测试，得到待机功耗、效率及平均效率。
7 k+ r9 z2 V" ]5 s6 _- V& d5 o6 g9 K4 e2 N* J+ K6 S
表1 、无负载待机功耗(无假负载):4 q9 c; \: ~( |( G
% s& S, r0 a: @! f! N+ U1 l
表2、输出带24AWG 1.5 米线测试100%载下的输入特性
" h% J8 k; t9 A$ _1 ]7 ] j F4 k" c* d9 q R2 S1 R' }
表3、输出外接20AWG 1.5 米线测试的效率特性:9 v' O3 b. z# |0 z" o
+ x* Y6 C% X& I: C! j
表4、输出板端测试的效率特性:( @ R% W4 E# T; @3 E
6 b, K3 d2 p6 P5 _5 O# \4.2、输出特性：' j& D7 D. B2 r8 c# O2 y5 ]
. S% u( L9 E% s; d6 H
注：以下数据均为外接20AWG 1.5 米线测试；2 }+ M! |! z% u% B
) V2 y& u& _3 z0 q3 @% O: A2 Q% S9 [
4.1.2、线性调整率和负载调整率：5 E# J/ v6 y e! b, q9 |
6 K7 v T7 j6 |2 O, H3 {. q) T表4 线性调整率和负载调整率:& w& D! s2 C. R9 _
+ r7 \; t" W, e' L6 _3 G: k4.2.2、输出电压纹波：
3 ~2 a3 M1 W' |
9 H ]+ d( r8 N. q4 P) h. D2 ]7 u注：纹波及噪音在20AWG/1.5M 线端测得，在此线端并联10uF/50V 电解电容和0.1uF/50V CBB 电容，示波器带宽限制为20MHz。6 U% E4 u6 V$ o% b; `9 L
+ _ V$ z. ?# P表5 电压纹波测试: e T) A6 ?2 g( H
$ }' L- r$ u: c5 [+ e4 w: z% }纹波噪声波形图：& \5 U# F j+ b$ R; } l* S8 l
0 j- n( }3 F* U0 v F+ I! r& q% J
Fig1 R&N @ AC90V/60Hz,no load
& W( `8 `3 r9 ~8 p5 R% NFig2 R&N @ AC90V/60Hz, 100% load % B8 H( L; G! I7 J$ `0 R. O& d
Fig3 R&N @ AC264V/50Hz,no load % k$ W7 `* ^& U: A& u( v
Fig4 R&N @ AC264V/50Hz,100% load
* _. Z8 B% ]+ `5 a. h1 }5 L4.3、保护功能：" M6 x, b: r4 A, y# k H6 t: X
& ]2 F* K( g# S6 F" w
以下涉及过流保护、短路保护的测试。
; t R& I4 d; X- p% X R2 C( y. V( \$ O. `5 S$ }- B% }2 u0 v5 P
4.3.1、过流保护：
g8 I* ~, V0 m5 I3 i( h5 ]2 g6 n7 o9 _# b
4.3.2、短路保护：功率计限流电流为2.5A
2 S9 C& ?* [" m- P2 I' y8 S) J( t
6 p& U, {- E8 Y. T) f2 C4.4 动态测试：, {! _( b6 s4 G, c4 V
% c- @6 v5 K1 B' j3 _注：输出动态负载电流设置为2A 持续5ms/10ms，然后为0A 持续5ms/10ms 并持续循环，上升/下降设置为1A/uS。
+ o8 `1 z, Q; `( G8 w+ _, g2 _- x, v* S" R
# f+ m2 e* v) d+ I0 m7 r3 Q w A* m. Z1 ZAC90V @ 5ms 7 c4 V# v+ i% Q$ i4 n$ h
AC90V @ 10ms
P- N* J; @+ l. j& kAC264V @ 5ms 1 v( E8 G( z% u9 [/ R) R
AC264V @ 10ms
; D, j9 z1 I" h% g7 H! ^8 d' S4.5、系统延时时间测试：
- w* a9 k9 N$ U( k- S
, e' c) b+ W! k6 Y |注：AC 端（绿色）、VO 输出端（蓝色）波形图。1 v8 e+ Q7 \3 t1 @: l8 c4 m
% L/ `% i" w, F0 L$ X: @
6 I% L+ ~9 A6 c! ~* OTON_DELAY @ AC100V，100% Load
0 m x) e& X; iTON_DELAY @ AC240V，100% Load 3 h9 s3 E+ `+ M$ X& B$ c1 r$ V
TON_DELAY @ AC100V，100% Load ! ]1 z2 g& V% M: v) H
TON_DELAY @ AC240V，100% Load 7 ?$ G! Q% W) f* U
VOVER_SHORT @ AC100V，No Load ; k e2 }2 Q3 L: g( o" D
VOVER_SHORT @ AC240V，No Load
2 @* D ]+ Z0 E% E- Y9 a05、其它重要波形测试
. d2 X7 _; B6 U/ |2 n' B7 v# t
" }2 `# I+ w* ]' m( J/ WDRAIN（绿）端、CS（蓝色）端波形图：/ [$ S- \- m8 i5 I; A2 L
r2 L# s. M6 o+ b4 N% ?AC90/60Hz，100% Load
3 q, D- O+ C7 V* n5 J. E9 CAC115/60Hz，100% load ; v4 B9 e0 h$ c6 H, D4 G
AC230/50Hz，100% load
$ k/ I# F8 l# y9 I- iAC264/50Hz，100% load 6 _' Q2 \, T v3 ^# g
AC115/60Hz，100%load 输出二极管Vds
[: a8 O1 \4 ~" s$ Q6 IAC264/50Hz，100%load 输出二极管Vds - C2 O$ E% p& E3 o* b0 x
06、温度测试
) [$ k2 i3 }+ X' q4 I5 W' Y: u/ d4 J1 h5 o- k
测试条件：40℃环境下满载测试。
8 q0 I* m! Z; t z6 L x, o! Q
' O; e5 h( F) g _5 Q( K5 {07、EMI 评估测试
& D& i! b% K& F1 O
/ i% W9 `' i* l1 S/ x& ?1 u测试条件：; b9 k3 \) g3 z! t: y: S
+ p" w+ P3 s6 l" O+ p8 w输入：230VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
5 N% X7 _% g' \% \) c5 @5 g限值标准参考：EN55013、EN55022B( q6 a X4 f- \# z) Y1 W
3 c( h5 [) [6 {% `2 q/ j( M
传导L 线测试PK+AV
9 l6 a0 x6 e; t& b传导N 线测试PK+AV
" [& F/ N* x& T; e7 P8 x辐射测试PK+AV
# `1 e; U+ t+ r/ U! e' K. R- L) j$ `输入：110VAC50Hz；输出电流：2A；负载类型：电阻 输出低接大地
) W* h C* x0 r( R/ A! z限值标准参考：EN55013、EN55022B
: t" t4 y7 ]$ L: U) ]: K& F
2 D* S+ @# E4 `4 h, F; Y6 _( d# {传导L 线测试PK+AV 0 E8 c) i6 M3 S: `& T# Y
传导N 线测试PK+AV
* c, x) a* e2 h1 _) n, N辐射测试PK+AV |
IP卡
狗仔卡
发表于 2022-6-30 14:14:24
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